CN208101722U - 一种电动拖拉机智能充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动拖拉机智能充电装置，包括主控板、触摸屏、PDA、开关电源、AC/DC电源模块，以及直流充电枪；直流充电枪包括直流电源线和通讯线，直流电源线用于为电动拖拉机电池包进行充电；通讯线与BMS充放电CAN通讯接口连接；BMS充放电CAN通讯接口通过CAN总线与主控板进行通讯，在充电过程中向主控板实时发送电池电压电流、荷电状态等参数，由主控板分析处理后实时调整AC/DC电源模块输出电压和电流，以达到最佳充电效率,并将充电状态信息直观显示于组态软件触摸屏上并可以实时操控调节充电功率，也可以通过PDA远程实时监测电量信息及充电状态；本实用新型具有充电迅速、稳定性好以及操作简便等优点。
Description
技术领域
本实用涉及电动拖拉机充电领域，具体涉及一种电动拖拉机智能充电装置。
背景技术
目前而言，我国农业主要的动力机械仍然是拖拉机，其保有量保持着逐年上升的态势，然而传统燃油拖拉机存在的油耗高、排放性差、变速器结构复杂等问题，其产生的能源消耗和环境污染问题进一步加剧了我国节能环保和可持续发展战略所面临的压力。设施农业、生态农业、庭院农业等特殊农业生产环境对零排放、无污染、低噪音的绿色动力农机具的需求越来越迫切，高效智能环保农业动力机械已成为全球农机科技创新的主攻方向。
电动拖拉机作为一种新型绿色农业机械，其具有零排放、低噪音、高效率和易于操作等特点，是解决传统拖拉机所面临各种问题的最佳替代方案。为了推动电动拖拉机技术产品的市场化、实用化和产业化，如何以电动拖拉机特定工作环境为基础，根据动力电池性能参数匹配分析和电池的充放电特性，设计基于最佳充电管理策略的智能充电机成为了目前亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本实用公开了一种电动拖拉机智能充电装置；目的在于提供一种用于电动拖拉机快速充电的大功率直流充电装置，该装置可以对电动拖拉机进行快速充电，将充电状态信息直观显示于组态软件触摸屏上并可以实时操控调节充电功率，也可以通过PDA(Personal Digital Assistant，个人掌上电脑)远程实时监测电量信息及充电状态，具有充电迅速、稳定性好以及操作简便等优点。
一种电动拖拉机智能充电装置，包括主控板、触摸屏、PDA、开关电源、AC/DC电源模块和直流充电枪。
所述主控板由MCU、Wi-Fi模块、CAN通讯模块、485通讯模块以及电源模块组成；所述MCU由STM32最小系统组成，用于数据分析和处理；所述MCU用于远程监控电动拖拉机动力电池充电状态信息以及充电启停控制；所述MCU通过Wi-Fi模块、CAN通讯模块及485通讯模块与外部通讯；所述Wi-Fi模块用于与PDA进行无线通讯；所述CAN通讯模块通过CAN总线与AC/DC电源模块和BMS(Battery Management System，电动汽车动力电池管理系统)进行通讯；所述485通讯模块通过信号线与组态软件上位机进行通讯，用于充电状态及电源状态信息的直观显示以及充电启停控制；所述电源模块用于为主控板供电；所述MCU、Wi-Fi模块、CAN通讯模块、485通讯模块以及电源模块均焊接在一块PCB电路板上。
所述触摸屏为MCGS触摸屏，触摸屏中输入通过组态软件编制的充电信息监测及控制应用软件；充电信息监测及控制应用软件与MCU通过485通讯模块进行通讯，用于充电状态及电源状态信息的直观显示以及充电启停控制。
所述PDA，其通过Wi-Fi与MCU进行无线通讯，用于远程监控电动拖拉机动力电池充电状态信息以及充电启停控制。
所述开关电源，用于将市电电源转换成满足设备要求的24V直流电压，为触摸屏和主控板供电。
所述AC/DC电源模块，将市电交流电转换成直流电，所述AC/DC电源模块通过CAN总线与MCU进行通讯，根据电源模块通讯协议调节AC/DC电源模块输出电流和电压并检测其运行状态。
所述直流充电枪包括直流电源线和通讯线；所述直流电源线用于为电动拖拉机电池包进行充电，所述通讯线与BMS充放电CAN通讯接口连接，所述BMS充放电CAN通讯接口通过CAN总线与MCU进行通讯，在充电过程中向主控板实时发送电池电压电流、荷电状态等参数，由MCU分析处理后实时调整AC/DC电源模块输出电压和电流，以达到最佳充电效率。
本实用的优点：
1、用户不必待在原地，可以通过PDA远程监控电动拖拉机动力电池充电状态信息以及充电启停控制，方便快捷；
2、将主控板、AC/DC电源模块和BMS分别作为通讯节点通过信号线挂接到CAN总线上组成一个CAN通讯网络，简化了通讯线路，极大地提高了灵活性和可扩展性，可靠性高。
3、在充电过程中由主控板MCU(单片机)根据实电池电压电流、荷电状态等参数，实时调整AC/DC电源模块输出电压和电流，可达到最佳充电效率。
附图说明
图1是一种电动拖拉机智能充电装置原理图；
图2是一种电动拖拉机智能充电装置CAN总线网络拓扑结构；
图2中：1、CAN通讯节点，2、信号线，3、终端电阻，4、CAN总线；
具体实施方式
实施例1：参照图1。一种电动拖拉机智能充电装置，包括主控板、触摸屏、PDA、开关电源、AC/DC电源模块，以及直流充电枪。
所述主控板由MCU、Wi-Fi模块、CAN通讯模块、485通讯模块以及电源模块组成；所述MCU由STM32F407VET6芯片及其最小系统组成，所述STM32F407VET6芯片用于数据分析和处理，并通过Wi-Fi模块、CAN通讯模块及485通讯模块与外部通讯；所述Wi-Fi模块是由ESP8266芯片及其基本外围电路组成的无线收发模块，用于与PDA进行无线通讯；
所述CAN通讯模块由STM32F407VET6芯片自带CAN总线控制器及CAN收发器TJA1050芯片组成，用于与AC/DC电源模块和BMS(Battery Management System，电动汽车动力电池管理系统)进行通讯；
所述485通讯模块由RS485通讯芯片MAX485CPA及外围电路组成，其通过信号线与组态软件上位机进行通讯；
所述电源模块由降压开关稳压器LM2595_5及低压差线性稳压器M3940_3.3组成，所述LM2595_5将开关电源输出24V电压转换为5V电压，用于为Wi-Fi模块、CAN通讯模块和485通讯模块供电，所述M3940_3.3将5V直流电压转化为3.3V，用于为主控MCU供电；
所述MCU、Wi-Fi模块、CAN通讯模块、485通讯模块以及电源模块均焊接在一块PCB电路板上。
所述触摸屏为MCGS触摸屏，触摸屏中输入通过组态软件编制的充电信息监测及控制应用软件(根据现有技术编程)，其通过485通讯模块与MCU进行通讯，用于充电状态及电源状态信息的直观显示以及充电启停控制。
所述PDA，其通过Wi-Fi与MCU进行无线通讯，用于远程监控电动拖拉机动力电池充电状态信息以及充电启停控制。
所述开关电源选用明纬S-50-24，用于将市电电源转换成满足设备要求的24V直流电压，为触摸屏和主控板供电。
所述AC/DC电源模块选用英飞源REG75035直流电源模块，将市电转换成电压150～750V、电流0～33A连续可调的直流电，所述AC/DC电源模块通过CAN总线4与MCU进行通讯，根据电源模块通讯协议调节AC/DC电源模块输出电流和电压并检测其运行状态。
所述直流充电枪选用多思达NV3-DSD-EV200P，其主要由直流电源线和通讯线组成，所述直流电源线用于为电动拖拉机电池包进行充电，所述通讯线与BMS充放电CAN通讯接口连接，所述BMS充放电CAN通讯接口通过CAN总线4与MCU进行通讯，在充电过程中向主控板实时发送电池电压电流、荷电状态等参数，由MCU分析处理后实时调整AC/DC电源模块输出电压和电流，以达到最佳充电效率。
实施例2：参照图2。所述CAN通讯网络由CAN通迅节点1、信号线2、终端电阻3及CAN总线4组成；
所述CAN通迅节点1由主控板CAN通讯模块、AC/DC电源模块CAN控制接口及BMS充放电CAN通讯接口组成，通过信号线2挂接到CAN总线4上；
所述CAN总线4采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点，其任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，可在各节点之间实现自由通信，所述CAN总线4传输介质采用双绞屏蔽线；
所述主控板和BMS作为CAN总线4最远端，所述终端电阻3接在CAN总线4最远两端以提高CAN总线抗干扰能力；
所述AC/DC电源模块挂接在CAN总线中间，为提高电动拖拉机充电机充电功率可以多个AC/DC电源模块并联使用。
Claims (3)
1.一种电动拖拉机智能充电装置，其特征在于：包括主控板、触摸屏、掌上电脑PDA、开关电源、AC/DC电源模块和直流充电枪；
所述主控板包括MCU、Wi-Fi模块、CAN通讯模块、485通讯模块以及AC/DC电源模块组成；
所述Wi-Fi模块是由ESP8266芯片及其基本外围电路组成的无线收发模块，用于与掌上电脑PDA进行无线通讯；所述MCU用于远程监控电动拖拉机动力电池充电状态信息以及充电启停控制；
CAN通迅节点、信号线、终端电阻及CAN总线组成CAN通讯网络；
CAN通讯模块、AC/DC电源模块CAN控制接口及BMS充放电CAN通讯接口组成CAN通迅节点，CAN通迅节点通过信号线挂接到CAN总线上；所述CAN通讯模块由STM32F407VET6芯片自带CAN总线控制器及CAN收发器TJA1050芯片组成；
所述主控板和BMS位于CAN总线最远端，所述终端电阻连接在CAN总线最远两端以提高CAN总线抗干扰能力；
所述CAN通讯模块通过CAN总线与AC/DC电源模块和电动汽车动力电池管理系统BMS进行通讯；所述485通讯模块通过信号线与上位机进行通讯，用于充电状态及电源状态信息的直观显示以及充电启停控制；所述AC/DC电源模块用于为主控板供电；
所述触摸屏为MCGS触摸屏，触摸屏与MCU通过485通讯模块进行通讯，用于充电状态及电源状态信息的直观显示以及充电启停控制；
所述掌上电脑PDA通过Wi-Fi模块与MCU进行无线通讯，用于远程监控电动拖拉机动力电池充电状态信息以及充电启停控制；
所述开关电源为触摸屏和主控板供电；
所述AC/DC电源模块通过CAN总线与MCU进行通讯；所述AC/DC电源模块挂接在CAN总线中间，多个AC/DC电源模块并联连接；
所述直流充电枪包括直流电源线和通讯线；所述直流电源线用于为电动拖拉机电池包进行充电；所述通讯线与电动汽车动力电池管理系统BMS充放电CAN通讯接口连接；所述电动汽车动力电池管理系统BMS充放电CAN通讯接口通过CAN总线与MCU进行通讯，用于在充电过程中向主控板实时发送电池电压电流和荷电状态参数，由MCU分析处理后实时调整AC/DC电源模块输出电压和电流。
2.如权利要求1所述的一种电动拖拉机智能充电装置，其特征在于所述MCU由STM32最小系统组成，用于数据分析和处理；所述MCU通过Wi-Fi模块、CAN通讯模块及485通讯模块与外部通讯。
3.如权利要求1所述的一种电动拖拉机智能充电装置，其特征在于所述MCU、Wi-Fi模块、CAN通讯模块、485通讯模块以及AC/DC电源模块焊接在一块PCB电路板上。
Priority Applications (1)
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| CN201721545096.5U CN208101722U (zh) | 2017-11-18 | 2017-11-18 | 一种电动拖拉机智能充电装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107757415A (zh) * | 2017-11-18 | 2018-03-06 | 山东农业大学 | 一种电动拖拉机智能充电装置 |
| CN114501184A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-13 | 绿能慧充数字技术有限公司 | 一种充电系统内部状态监控系统及方法及设备 |
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